(57)【要約】【課題】    流動性、耐半田性に優れ、特にエリア実装型半導体封止用に適したエポキシ樹脂組成物を提供すること。【解決手段】  エポキシ樹脂（Ａ）、フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）、シランカップリング剤（Ｃ）、及び芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（Ｄ）を含むエポキシ樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）がビフェニル型るエポキシ樹脂（ａ１）を含み、前記フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）がビフェニレン骨格を有するフェノールフェノールアラルキル樹脂（ｂ１）及びフェノールノボラック型樹脂（ｂ２）を含み、前記フェノールノボラック型樹脂（ｂ２）が全フェノール樹脂系硬化剤に対し５重量％以上６０重量％以下の割合で含まれることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂（Ａ）、フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）、シランカップリング剤（Ｃ）、及び芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（Ｄ）を含むエポキシ樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）が下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を含み、前記フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）が下記一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）及び下記一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）を含み、前記一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）が全フェノール樹脂系硬化剤に対し５重量％以上６０重量％以下の割合で含まれることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
2007204722.tif 000020
（ただし、上記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基から選択される基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。）
【化２】
2007204722.tif 000021
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ1、Ｒ2は水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基から選択される基であり、互いに同一であっても、異なっていてもよい。ｎは平均値で、０〜５の正数。）
【化３】
2007204722.tif 000022
（ただし、上記一般式（３）において、Ｒは水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基から選択される基であり、互いに同一であっても、異なっていてもよい。ｎは平均値で、１〜５の正数。）
【請求項２】
前記シランカップリング剤（Ｃ）が全エポキシ樹脂組成物に対し０．０１以上１重量％以下の割合で含まれる請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
前記芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（Ｄ）が全エポキシ樹脂組成物に対し０．０１以上１重量％以下の割合で含まれる請求項１又は請求項２に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項４】
前記芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（Ｄ）が、少なくとも下記一般式（４）で表される化合物又は下記一般式（５）で表される化合物から選ばれる１種以上である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
【化４】
2007204722.tif 000023
（ただし、上記一般式（４）において、Ｒ１、Ｒ５はどちらか一方が水酸基であり、一方が水酸基のとき他方は水素、水酸基又は水酸基以外の置換基、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は水素、水酸基又は水酸基以外の置換基。）
【化５】
2007204722.tif 000024
（ただし、上記一般式（５）において、Ｒ１、Ｒ７はどちらか一方が水酸基であり、一方が水酸基のとき他方は水素、水酸基又は水酸基以外の置換基、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は水素、水酸基又は水酸基以外の置換基。）
【請求項５】
更に、硬化促進剤（Ｅ）を含む請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
更に、無機充填剤（Ｆ）を全エポキシ樹脂組成物中に対し８０重量％以上、９２重量％以下の割合で含む請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物を混合及び／又は溶融混練してなる半導体封止用エポキシ樹脂成形材料。
【請求項８】
請求項７に記載のエポキシ樹脂成形材料を用いて、半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項７に記載のエポキシ樹脂成形材料を用いて、基板の片面に半導体素子が搭載された基板面側の片面を封止してなることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂成形材料及びそれを用いた半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型化、軽量化、高機能化の市場動向において、半導体の高集積化が年々進み、また半導体装置の表面実装化が促進されるなかで、新規にエリア実装型半導体装置が開発され、従来構造の半導体装置から移行し始めている。エリア実装型半導体装置としては、ボールグリッドアレイ（以下、ＢＧＡという）、あるいは更に小型化を追求したチップサイズパッケージ（以下、ＣＳＰという）が代表的であるが、これらは従来のクワッドフラットパッケージ（以下、ＱＦＰという）、スモールアウトラインパッケージ（以下、ＳＯＰという）に代表される表面実装型半導体装置では限界に近づいている多ピン化・高速化への要求に対応するために開発されたものである。エリア実装型半導体装置の構造としては、ビスマレイミド・トリアジン（以下、ＢＴという）樹脂／銅箔回路基板に代表される硬質回路基板あるいはポリイミド樹脂フィルム／銅箔回路基板に代表されるフレキシブル回路基板の片面上に半導体素子を搭載し、その素子搭載面、即ち基板の片面のみが樹脂組成物の成形材料（以下、樹脂成形材料という。）等で成形・封止されている。また基板の素子搭載面の反対面には半田ボールを２次元的に並列して形成し、半導体装置を実装する回路基板との接合を行う特徴を有している。更に素子を搭載する基板としては、上記有機回路基板以外にもリードフレーム等の金属基板を用いる構造も考案されている。
【０００３】
これらエリア実装型半導体装置の構造は基板の素子搭載面のみを樹脂成形材料で封止し、半田ボール形成面側は封止しないという片面封止の形態をとっている。ごく希に、リードフレーム等の金属基板等では、半田ボール形成面でも数十μｍ程度の封止樹脂層が存在することもあるが、素子搭載面では数百μｍから数ｍｍ程度の封止樹脂層が形成されるため、実質的に片面封止となっている。このため有機基板や金属基板と樹脂組成物の硬化物との間での熱膨張・熱収縮の不整合あるいは樹脂成形材料の成形・硬化時の硬化収縮による影響により、これらの半導体装置では成形直後から反りが発生しやすい。また、樹脂成形材料の流動性不足及び高粘度により、成形時に金線が流れて、金線接触が起こる。更には、これらの半導体装置を実装する回路基板上に半田接合を行う場合、エポキシ樹脂組成物の硬化物の吸湿により半導体装置内部に存在する水分が高温で急激に気化することによる応力で半導体装置にクラックが発生する。さらに、近年、環境問題から従来よりも高融点の無鉛半田の使用が増加しており、この半田の適用により実装温度を従来よりも約２０℃高くする必要があり、実装後の半導体装置の信頼性が現状より著しく低下する問題が生じている。このようなことからエポキシ樹脂組成物のレベルアップによる半導体装置の信頼性の向上要求が加速的に強くなってきており、樹脂の高流動化と無機充填剤の高充填化が進んでいる。
また、成形時に低粘度で高流動性を維持するために、溶融粘度の低い樹脂の使用（例えば、特許文献１参照。）や、また無機充填剤の配合量を高めるために無機充填剤をシランカップリング剤で表面処理する方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。しかしこれらは種々ある要求特性のいずれかのみを満足するものが多く、実装時の耐半田性と高流動化が両立できる手法は未だ見出されておらず、流動性と耐半田性に優れた更なる技術が求められていた。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１３０９１９号公報（第２〜１０頁）
【特許文献２】特開平８−２０６７３号公報（第２〜６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、特定の樹脂成分、特定の化合物を用いて流動性、耐半田性に優れ、特にエリア実装型半導体封止用に適したエポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂成形材料、及びこれを用いた半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
［１］  エポキシ樹脂（Ａ）、フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）、シランカップリング剤（Ｃ）、及び芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（Ｄ）を含むエポキシ樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）が下記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を含み、前記フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）が下記一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）及び下記一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）を含み、前記一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）が全フェノール樹脂系硬化剤に対し５重量％以上６０重量％以下の割合で含まれることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
【０００７】
【化６】
2007204722.tif 000002
（ただし、上記一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基から選択される基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい、）
【０００８】
【化７】
2007204722.tif 000003
（ただし、上記一般式（２）において、Ｒ1、Ｒ2は水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基から選択される基であり、互いに同一であっても、異なっていてもよい、ｎは平均値で、０〜５の正数、）
【０００９】
【化８】
2007204722.tif 000004
（ただし、上記一般式（３）において、Ｒは水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基から選択される基であり、互いに同一であっても、異なっていてもよい、ｎは平均値で、１〜５の正数、）
【００１０】
［２］  前記シランカップリング剤（Ｃ）が全エポキシ樹脂組成物に対し０．０１以上１重量％以下の割合で含まれる第［１］項に記載のエポキシ樹脂組成物、
［３］  前記芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（Ｄ）が全エポキシ樹脂組成物に対し０．０１以上１重量％以下の割合で含まれる第［１］項又は第［２］項に記載のエポキシ樹脂組成物、
［４］  前記芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（Ｄ）が、少なくとも下記一般式（４）で表される化合物又は下記一般式（５）で表される化合物から選ばれる１種以上である第［１］項ないし第［３］項のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物、
【００１１】
【化９】
2007204722.tif 000005
（ただし、上記一般式（４）において、Ｒ１、Ｒ５はどちらか一方が水酸基であり、一方が水酸基のとき他方は水素、水酸基又は水酸基以外の置換基、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は水素、水酸基又は水酸基以外の置換基、）
【００１２】
【化１０】
2007204722.tif 000006
（ただし、上記一般式（５）において、Ｒ１、Ｒ７はどちらか一方が水酸基であり、一方が水酸基のとき他方は水素、水酸基又は水酸基以外の置換基、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は水素、水酸基又は水酸基以外の置換基、）
【００１３】
［５］  更に、硬化促進剤（Ｅ）を含む第［１］項ないし第［４］項のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物、
［６］  更に、無機充填剤（Ｆ）を全エポキシ樹脂組成物中に対し８０重量％以上、９２重量％以下の割合で含む第［１］項ないし第［５］項のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物、
［７］  第［１］項ないし第［６］項のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物を混合及び／又は溶融混練してなる半導体封止用エポキシ樹脂成形材料、
［８］  第［７］項に記載のエポキシ樹脂成形材料を用いて、半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置、
［９］  第［７］項に記載のエポキシ樹脂成形材料を用いて、基板の片面に半導体素子が搭載された基板面側の片面を封止してなることを特徴とする半導体装置、
である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に従うと、流動性に優れ、且つ耐半田性に優れた特性を有し、特にエリア実装型の半導体装置においては、金線変形が小さく、耐半田性等の高信頼性との両立が可能となるという、顕著な効果が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、エポキシ樹脂（Ａ）、フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）、シランカップリング剤（Ｃ）、及び芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（Ｄ）を含むエポキシ樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂（Ａ）が一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を含み、前記フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）が一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）及び下記一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）を含み、前記一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）が全フェノール樹脂系硬化剤に対し５重量％以上６０重量％以下の割合で含まれることによって、流動性に優れ、且つ耐半田性に優れた特性を有し、特にエリア実装型の半導体装置においては、金線変形が小さく、耐半田性等の高信頼性との両立が可能となるという、顕著な効果が得られるものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１６】
本発明では、エポキシ樹脂（Ａ）として、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を用いる。本発明で用いられる一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）は、結晶性で低分子量の樹脂であるため溶融粘度が低く、これを用いたエポキシ樹脂成形材料は流動性に優れ成形性が良好となる。また、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）は２官能であるため、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は架橋密度が低く抑えられ、高温での弾性率が低く、半田処理時等の応力緩和に適しており、耐半田性が良好となる。
一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）の内では、作業性、実用性のバランスの取れた４，４’−ジグリシジルビフェニル、あるいは３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジグリシジルビフェニル及びこの両者の溶融混合物等が好ましい。一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）の具体例を下記式（６）に示すが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
【化１１】
2007204722.tif 000007
【００１８】
本発明では、エポキシ樹脂（Ａ）として、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を配合することによる特徴を損なわない範囲で、他のエポキシ樹脂を併用することができる。併用する場合、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）の配合割合は、全エポキシ樹脂中の少なくとも３０重量％以上が好ましく、より好ましくは５０重量％以上、更に好ましくは８０重量％以上である。上記範囲内であると、樹脂成形材料の流動性と成形性の向上を図ることができ、また、樹脂硬化物の耐半田性の向上を図ることができる。併用可能なエポキシ樹脂としては特に限定はしないが、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェニレン及び／又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。併用するエポキシ樹脂は、成形時の溶融粘度が非常に低い一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）を配合することによる特徴を損なわないよう、極力粘度の低いものを使用することが望ましい。
【００１９】
本発明では、フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）として、一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）及び一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）を用いる。本発明で用いられる一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）は、フェノール性水酸基間に疎水性のフェニレン骨格、又は疎水性で剛直なビフェニレン骨格を有しており、これらを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は吸湿率が低く、Ｔｇを越えた高温域での弾性率が低く、半導体素子、有機基板、及び金属基板との密着性に優れる。また、難燃性にも優れ、架橋密度が低い割には耐熱性が高いという特徴を有している。
しかしながら、その反面、一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）のみの使用では、硬化性がやや悪く、良好な成形性が得られない場合がある。本発明では、一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）を用いることによる効果を損なわずに、硬化性、成形性の向上を図るため、一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）を全フェノール樹脂系硬化剤中に対し５重量％以上６０重量％以下の割合で併用する。一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）は、樹脂骨格の架橋点間距離が短く、架橋密度が高いため、一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）と一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）とを上記割合で併用したエポキシ樹脂組成物の硬化物又は成形材料は、一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）のみを使用した場合と比べ、高Ｔｇ、低粘度、高流動性、良好な硬化性、成形性を得ることができる。また、一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）の具体例を下記式（７）に、一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）の具体例を下記式（８）に示すが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
【化１２】
2007204722.tif 000008
（ただし、上記式（７）において、ｎは平均値で１〜５の正数。）
【００２１】
【化１３】
2007204722.tif 000009
（ただし、上記式（８）において、ｎは平均値で１〜５の正数。）
【００２２】
本発明で用いられる一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）の配合割合は、全フェノール樹脂系硬化剤中に５重量％以上６０重量％以下であることが必須であるが、好ましくは１０重量％以上５５重量％以下である。上記範囲内であると、エポキシ樹脂成形材料の流動性が得られ、即ち封止成形時に金線変形を発生し難くする効果を充分に得ることができる。また、上記範囲内であると、エポキシ樹脂組成物の硬化物の吸水性が大きくなることによる半導体装置における耐半田性の低下を引き起こす恐れが少なく、また、難燃性の低下を引き起こす恐れも少ない。
【００２３】
また、本発明で用いられる一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）と一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）とを上記の範囲で併用することの効果が損なわない範囲で、更にその他のフェノール樹脂系硬化剤と併用することもできる。併用することができるその他のフェノール樹脂系硬化剤としては、例えばトリフェノールメタン型フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
【００２４】
本発明に用いられる全エポキシ樹脂のエポキシ基数（Ｅｐ）と全フェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基数（Ｐｈ）との当量比（Ｅｐ／Ｐｈ）としては、好ましくは０．５以上２以下であり、特に好ましくは０．７以上１．５以下である。上記範囲内であると、耐湿性、硬化性等の低下を引き起こす恐れが少ない。
【００２５】
本発明で用いられるシランカップリング剤（Ｃ）は、エポキシシラン、アミノシラン、ウレイドシラン、メルカプトシラン等、特に限定するものではなく、エポキシ樹脂と無機充填剤との間で反応し、エポキシ樹脂と無機充填剤の界面強度を向上させるものであればよい。エポキシシランとしては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランなどが挙げられ、アミノシランとしては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニルγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニルγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−６−（アミノヘキシル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（３−（トリメトキシシリルプロピル）−１，３−ベンゼンジメタナンなどが挙げられ、ウレイドシランとしては、例えば、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザンなどが挙げられ、メルカプトシランとしては、例えば、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランが挙げられる。これらのシランカップリング剤（Ｃ）は１種類を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
シランカップリング剤（Ｃ）は、後述する芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（Ｄ）（以下化合物（Ｄ）と称する）との相乗効果により、エポキシ樹脂成形材料の粘度を下げ、流動性を向上させる効果を有するため、シランカップリング剤（Ｃ）は化合物（Ｄ）の効果を充分に得るためにも必須である。これにより、比較的粘度が高い樹脂を多く配合した場合や、無機充填剤を多量に配合した場合においても、エポキシ樹脂成形材料として充分な流動性を得ることが出来る。
本発明で用いられるシランカップリング剤（Ｃ）の配合量は、全エポキシ樹脂組成物中０．０１重量％以上１重量％以下が好ましく、より好ましくは０．０５重量％以上０．８以下である。上記範囲内であると、エポキシ樹脂成形材料の粘度を下げ、流動性を向上させる効果が充分に得ることができる。また、上記範囲内であると、エポキシ樹脂硬化物の吸水性の増加や、半導体装置における耐半田性の低下を引き起こす恐れが少ない。
【００２６】
本発明で用いられる芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（Ｄ）（以下化合物（Ｄ）と称する）は、特に限定するものではなく、また水酸基以外の置換基を有していてもよく、例えば、一般式（４）で表される化合物、一般式（５）で表される化合物等が挙げられる。一般式（４）で表される化合物の具体例としては、例えば、下記式（９）で表されるカテコール、ピロガロール、没食子酸、没食子酸エステル又はこれらの誘導体が挙げられる。また、一般式（５）で表される化合物の具体例としては、例えば、１，２−ジヒドロキシナフタレン、下記式（１０）で表される２，３−ジヒドロキシナフタレンおよびこれらの誘導体が挙げられる。これらの化合物（Ｄ）は１種類を単独で用いても２種以上を併用してもよい。これらのうち、流動性と硬化性の制御のしやすさ、低揮発性の点から母核はナフタレン環である化合物（１、２−ジヒドロキシナフタレン、２、３−ジヒドロキシナフタレンおよびその誘導体）がより好ましい。かかる化合物（Ｄ）の配合量は全エポキシ樹脂組成物中０．０１重量％以上１重量％以下が好ましく、より好ましくは０．０２重量％以上０．５重量％以下である。上記範囲内であると、シランカップリング剤（Ｃ）との相乗効果による期待するような粘度特性および流動特性を得ることができる。また、上記範囲内であると、エポキシ樹脂成形材料の硬化性や成形性の低下、或いは、エポキシ樹脂硬化物の物性の低下を引き起こす恐れが少ない。
【００２７】
【化１４】
2007204722.tif 000010
【００２８】
【化１５】
2007204722.tif 000011
【００２９】
本発明に用いることができる硬化促進剤（Ｅ）としては、エポキシ樹脂のエポキシ基とフェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基との硬化反応を促進させるものであれば良く、一般に半導体封止用材料に用いられているものを使用することができ、特に限定するものではない。例えば、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケン及びその誘導体、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン系化合物、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラ安息香酸ボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
【００３０】
本発明で用いることができる無機質充填剤（Ｆ）としては、例えば溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミ等が挙げられる。無機質充填剤の配合量を特に多くする場合は、溶融シリカを用いるのが好ましい。溶融シリカは破砕状、球状のいずれでも使用可能であるが、溶融シリカの配合量を高め、かつエポキシ樹脂成形材料の溶融粘度の上昇を抑えるためには、球状のものを主に用いる方が好ましい。更に球状シリカの配合量を高めるためには、球状シリカの粒度分布がより広くなるように調整することが望ましい。無機充填剤（Ｆ）の配合割合は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中８０重量％以上、９２重量％以下が好ましい。上記範囲内であると、低吸湿性、低熱膨張性が得られずに耐半田性が不十分となるのを抑えることができ、また、流動性が低下して成形時に充填不良等が生じたり、高粘度化による半導体装置内の金線変形等の不都合が生じたりするのを抑えることができる。
【００３１】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｆ）成分を主成分とするが、これら以外に必要に応じて、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、リン化合物、金属水酸化物等の難燃剤、カルナバワックス等の天然ワックス、ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸及びその金属塩類若しくはパラフィン等の離型剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム、合成ゴム等の低応力剤、酸化ビスマス水和物等の酸化防止剤等、の各種添加剤を適宜配合してもよい。更に、必要に応じて無機充填剤をカップリング剤やエポキシ樹脂あるいはフェノール樹脂系硬化剤で予め被覆処理して用いてもよく、被覆処理の方法としては、溶媒を用いて混合した後に溶媒を除去する方法や、直接無機充填剤に添加し、混合機を用いて混合する方法等がある。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｆ）成分及びその他の添加剤等を、例えば、ミキサー等を用いて混合後、加熱ニーダ、熱ロール、押し出し機等を用いて加熱混練し、続いて冷却、粉砕してエポキシ樹脂成形材料とすることができる。
本発明のエポキシ樹脂成形材料を用いて半導体素子等の電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の従来からの成形方法で硬化成形すればよい。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明を実施例で具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。配合割合は重量部とする。
実施例１
【００３３】
下記式（６）のエポキシ樹脂［ジャパンエポキシレジン（株）製、ＹＸ４０００ＨＫ、軟化点１０５℃、エポキシ当量１９３］                            ８．６０重量部
【化１６】
2007204722.tif 000012
【００３４】
下記式（７）のフェノール樹脂［明和化成（株）製、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ、軟化点６５℃、水酸基当量２０３、下記式（７）においてｎ＝１．６］
３．１０重量部
【化１７】
2007204722.tif 000013
【００３５】
下記式（８）のフェノール樹脂［住友ベークライト（株）製、ＰＲ−ＨＦ−３、軟化点８１℃、水酸基当量１０５、下記式（８）においてｎ＝４．１］
３．１０重量部
【化１８】
2007204722.tif 000014
【００３６】
γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン                      ０．３０重量部
２，３−ジヒドロキシナフタレン（試薬）                        ０．１０重量部
トリフェニルホスフィン                                        ０．２０重量部
球状溶融シリカ（平均粒径１０．０μｍ）                      ８４．００重量部
ステアリン酸ワックス（日本油脂（株）製、商品名：SR−サクラ）
０．３０重量部
カーボンブラック                                              ０．３０重量部
をミキサーを用いて混合した後、表面温度が９５℃と２５℃の２軸ロールを用いて２０回混練し、得られた混練物シートを冷却後粉砕して、エポキシ樹脂成形材料とした。得られたエポキシ樹脂成形材料、並びにこれを用いて得られた樹脂硬化物及び半導体装置の特性を以下の方法で評価した。
【００３７】
評価方法
スパイラルフロー：低圧トランスファー成形機を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用金型に、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰa、硬化時間１２０秒の条件でエポキシ樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。単位はｃｍ。
【００３８】
金線変形率：トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件で、３５２ｐＢＧＡ（基板は厚さ０．５６ｍｍのビスマレイミド・トリアジン樹脂／ガラスクロス基板、半導体装置のサイズは３０ｍｍ×３０ｍｍ、厚さ１．１７ｍｍ、半導体素子のサイズ１５ｍｍ×１５ｍｍ、厚さ０．３５ｍｍ）を成形し、１７５℃、２時間で後硬化した。室温まで冷却後、軟Ｘ線透視装置で観察し、金線の変形率を（流れ量）／（金線長）の比率で評価した。金線変形率の判断基準は、金線変形率が、３％以下：◎、３％超〜４％以下：○、４％超〜：×とした。
【００３９】
耐半田性：前記金線変形率の評価と同様にして３５２ｐＢＧＡを成形し、１７５℃、２時間で後硬化してサンプルを得た。各１０個のサンプルを８５℃、相対湿度６０％の環境下で１６８時間処理し、その後ＩＲ（２６０℃）で１０秒間処理した。超音波探傷装置を用いて観察し、内部クラック及び各種界面剥離の有無を調べた。耐半田性判断基準は、クラック発生率が０％で、かつ剥離なし：○、クラックもしくは剥離が発生したものは×とした。
【００４０】
実施例２〜１０、比較例１〜７
表１、表２に示す割合で各成分を配合し、実施例１と同様にしてエポキシ樹脂成形材料を得、実施例１と同様にして評価した。結果を表１、表２に示す。
実施例１以外で用いた成分について、以下に示す。
【００４１】
下記式（１１）のエポキシ樹脂［住友化学（株）製、ＥＳＣＮ１９５ＬＢ、軟化点６５℃、エポキシ当量２００、下記式（１１）においてｎ＝４．０］
【化１９】
2007204722.tif 000015
【００４２】
下記式（１２）のフェノール樹脂［明和化成（株）製、ＭＥＨ−７５００、軟化点１１０℃、水酸基当量９７、下記式（１２）においてｎ＝０．７］
【化２０】
2007204722.tif 000016
【００４３】
水酸化アルミニウム［住友化学（株）製、ＣＬ−３０３］
カテコール（試薬）
ピロガロール（試薬）
１，６−ジヒドロキシナフタレン（試薬）
【００４４】
【表１】
2007204722.tif 000017
【００４５】
【表２】
2007204722.tif 000018
【００４６】
【表３】
2007204722.tif 000019
【００４７】
本発明に従う実施例１〜１０は、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）、及び一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）、一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）の配合割合、シランカップリング剤（Ｃ）の配合割合、芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（D）の種類や配合割合、並びに、及び硬化促進剤（E）の種類、或いは、無機充填剤（F）の配合割合等を変えたものを含むものであるが、いずれの場合も、流動性（スパイラルフロー）が高く、金線変形が小さく、かつ耐半田性にも優れるという結果が得られた。
【００４８】
一方、一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）の代わりに式（１２）のフェノール樹脂を用いた比較例１では、流動性が低く、金線変形が大きく、かつ耐半田性も劣るという結果となった。また、一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）の配合割合が過剰である比較例２では、流動性は高く、金線変形も小さいものの、耐半田性が劣るという結果となった。また、フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）として一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）を用いず、一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）のみを用いた比較例３では、耐半田性は良好であるものの、流動性が低く、金線変形が大きいという結果となった。実施例と、比較例１、２、３との対比から、フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）として、一般式（２）で表されるフェノール樹脂（ｂ１）と一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）とを含み、一般式（３）で表されるフェノール樹脂（ｂ２）の配合割合が全フェノール樹脂系硬化剤に対して５重量％以上６０重量％以下である場合の優位性が明らかとなった。
【００４９】
また、一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（ａ１）の代わりに式（１１）のエポキシ樹脂を用いた比較例４では、流動性が低く、金線変形が大きく、かつ耐半田性も劣るという結果となった。さらに、シランカップリング剤（Ｃ）を用いていない比較例５では、流動性が低く、金線変形が大きく、かつ耐半田性も劣るという結果となった。また、芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（D）を用いていない比較例６では、流動性が低く、金線変形が大きく、かつ耐半田性も劣るという結果となった。また、芳香環を構成する２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物（D）の代わりに、芳香環を構成する２個の隣接していない炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物である１，６−ジヒドロキシナフタレンを用いた比較例７でも、流動性が低く、金線変形が大きく、かつ耐半田性も劣るという結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、流動性に優れ、且つ耐半田性に優れた特性を有し、無鉛半田対応の表面実装型半導体装置、とりわけエリア実装型半導体装置用に好適に用いることができるものである。